Главная страница
Сведения об авторах

ОТРАБОТАННЫЙ АКТИВНЫЙ ИЛ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ

Шведова Л. В., Чеснокова Т. А., Куприяновская А. П., Невский А. В., Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия

На станции биологической очистки сточных вод г. Иваново (станция аэрации — городские очистные сооружения (ГОС)) ежегодно образуется около 5,5 тыс. т отработанного активного ила (ОАИ) в пересчете на сухое вещество, для хранения которого отводятся большие земельные площади (иловые поля). ОАИ по содержанию биогенных элементов и органических веществ не уступает таким традиционным органическим удобрениям, как навоз, торф, компост и др. Однако его использование в качестве удобрения ограничивается высоким содержанием в нем загрязняющих веществ и, в первую очередь, тяжелых металлов (ТМ), таких как свинец, кадмий, ртуть, хром, никель, медь и др.
Целью данной работы является изучение возможности использования отработанного активного ила, образующегося на сооружениях биологической очистки сточных вод г. Иваново в качестве удобрения при выращивании овощных культур.
Для этого необходимо было решить следующие задачи:
• Исследование механических и агрохимических свойств ОАИ, отобранного с иловых полей ГОС г. Иваново, а также степень его загрязненности ТМ.
• Изучение возможности использования ОАИ с ГОС г. Иваново в качестве удобрения, вносимого в почву, при выращивании овощных культур.
• Оценка влияния введения некоторых традиционных неорганических удобрений на миграционную способность ТМ в системе «почва — ОАИ — растение».
Исследования показали, что ОАИ, отобранный с иловых полей ГОС г. Иваново, по механическому составу близок к глине, имеет небольшую пористость (~ 2%), слабокислую среду (рН = 5,7), органическая составляющая достигает 50—70% от сухой массы ОАИ. Содержание биогенных элементов, таких как азот и фосфор, близко к их содержанию в навозе (~ 2—5%), калия — 0,1—0,2%. Содержание ТМ, таких как свинец, кадмий, никель, медь, цинк, хром и др., значительно превышает как величину ПДК для этих металлов в почве, так и их кларковое содержание (таблица).

Результаты определения ТМ в активном иле ГОС г. Иваново

* В числителе — валовое содержание, в знаменателе — подвижные формы.

Далее было исследовано количество ТМ, переходящих в растения при использовании ОАИ в качестве удобрения. Для решения этой задачи был проведен эксперимент по выращиванию салата листового с использованием ОАИ, добавляемого в почву в количестве от 8 до 100% от массы почвы. Фенологические наблюдения показали, что в емкостях с добавлением активного ила в почву в количестве от 8 до 50% растения росли быстрее по сравнению с контрольной пробой, а при содержании ОАИ более 60% значительно отставали в росте. Это было подтверждено и количеством биомассы сухих растений, собранных и взвешенных по окончании эксперимента (2 месяца). Фитотоксический эффект (ФЭ), характеризующий долю снижения биомассы растения по отношению к контрольному образцу, проявлялся при содержании ОАИ в почве в количестве более 70%.
Содержание ТМ в салате, определенное атомно-абсорбционным методом из раствора, полученного после «мокрого» озоления сухой массы салата, возрастало при увеличении массы ОАИ. Так, содержание свинца и кадмия в салате при максимальной биомассе (в 2 раза превышающей массу салата в контрольной пробе) составляло соответственно 8,8 и 1,8 мг/кг, а эффективная доза (ЭД₅₀), показывающая, при каком содержании ТМ в растении его биомасса уменьшается в два раза по сравнению с контрольным образцом, составляет для свинца 12,2 мг/кг, а для кадмия 3,5 мг/кг. Сравнение полученной концентрации ТМ в салате с ПДК свинца и кадмия для свежих и замороженных овощей (по СанПиН 2.3.2.1078-01 соответственно 0,5 и 0,03 мг/кг) показало, что уже при 8— 10%-ной добавке ила в почву содержание ТМ в салате в 20—60 раз превышает их ПДК.
Таким образом, добавление в почву ОАИ в количестве 50—60% увеличивает биомассу салата, но при этом содержание ТМ в нем во много раз превышает ПДК для овощей.
Известно, что смешение ОАИ с компостом, опилками и другими добавками делает его более пригодным для использования в качестве удобрения. Представляло интерес оценить, как изменится миграционная способность ТМ в системе «почва — ОАИ — растение» при добавлении некоторых традиционных минеральных удобрений, таких как известь, суперфосфат, мочевина и смешанное удобрение. С этой целью ОАИ в оптимальном количестве смешивали с минеральным удобрением в соотношении соответственно 4 : 1 и определяли степень извлечения ТМ ацетатно-аммонийным буферным раствором, с помощью которого извлекаются подвижные формы ТМ, переходящие в растения.
Исследования показали хорошую эффективность связывания ТМ в активном иле при добавке в него суперфосфата и извести. Связывание ТМ в смеси (ОАИ — минеральное удобрение) характеризуется степенью иммобилизации. Она составила для таких ТМ, как никель, кадмий, цинк, свинец, 75—85%, что позволяет предположить снижение активности перехода ТМ в растение и возможность увеличения добавки ОАИ в почву при сохранении санитарно-гигиенических требований к качеству выращиваемой продукции.

THE USE OF SPENT ACTIVATED SLUDGE AS A FERTILIZER

Shvedova L. V., Chesnokova T. A., Kupriyanovskaya A. P., Nevskiy A. V., Ivanovo State University of Chemistry and Technology, Ivanovo, Russia

The reuse/recycling potential for spent activated sludge generated at the Ivanovo Municipal Waste-water Treatment Plant has been examined with a special focus on its use as a fertilizer for vegetables (based on the example of cut-leaved lettuce). The study demonstrated that the adding of 8-10% of sludge to soil results in the increased concentrations of lead and cadmium in lettuce leaves, by 20-60-fold in excess of maximum admissible concentrations defined by relevant sanitary regulations. The adding of some traditional mineral fertilizers such as lime, super-phosphate, urea and mixed fertilizer to waste activated sludge lead to the reduced migration ability of heavy metals in the system «soil - waste activated sludge - plant» due to heavy metals immobilization.

Главная страница

Сведения об авторах

Шведова Лариса Викторовна, канд. хим. наук, доц., кафедра общей химической технологии, Ивановский государственный химико-технологический университет, просп. Ф. Энгельса, 7, Иваново, 153000, Россия. Тел. (4932) 32-73-97, факс (4932) 41-77-42
Чеснокова Татьяна Анатольевна, канд. хим. наук, доц., кафедра общей химической технологии, Ивановский государственный химико-технологический университет, просп. Ф. Энгельса, 7, Иваново, 153000, Россия. Тел. (4932) 32-73-97, факс (4932) 41-77-42
Куприяновская Анна Павловна, канд. хим. наук, доц., кафедра общей химической технологии, Ивановский государственный химико-технологический университет, просп. Ф. Энгельса, 7, Иваново, 153000, Россия. Тел. (4932) 32-73-97, факс (4932) 41-77-42
Невский Александр Владимирович, д-р техн. наук, проф., кафедра общей химической технологии, Ивановский государственный химико-технологический университет, просп. Ф. Энгельса, 7, Иваново, 153000, Россия. Тел. (4932) 32-73-97, факс (4932) 41-77-42. E-mail

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 10.07.07